SCREENING METHOD FOR ASSESSING PESTICIDE LEACHING POTENTIAL

Métodos de seleção são necessários para determinar quais pesticidas deveriam receber maior atenção com respeito aos problemas ambientais. Vários autores têm proposto métodos de seleção para verificar se determinado pesticida é potencialmente lixiviável para águas subterrâneas. O índice Groundwater Ubiquity Score (GUS) desenvolvido por GUSTAFSON (5) tem sido usado como a primeira etapa em abordagem de aproximações sucessivas para especificar quais produtos deveriam merecer estudos mais demorados e caros de lixiviabilidade. Entretanto, o índice GUS é empiricamente baseado e apresenta o problema da previsão de valores negativos para pesticidas com meia-vida curta e/ou grande coeficiente de sorção. No presente trabalho desenvolveu-se método para avaliação da lixiviabilidade denominado índice LIX, tão simples como o índice GUS porém possibilitando mais rápida e melhor visualização e interpretação dos resultados. Abstract Screening methods are required in order to determine which pesticides should receive greatest attention with respect to environmental problems. Several authors have proposed screening methods for determining whether a pesticide is likely to leach to groundwater. The Groundwater Ubiquity Score (GUS) developed by GUSTAFSON (5) has been used, as the first step of a tiered approach for specifying which chemicals should deserve longer attention and expensive studies of leachability. However, GUS is empirically based and has a deficiency due to the prediction of anomalous negative values for pesticides with short half-life and/or large sorption coefficient. In the present work, it was developed a method for evaluating the leachability denominated index LIX as simple as index GUS however enabling faster and better visualization and interpretation of results

PESTICIDE LEACHING POTENTIAL ASSESSMENT IN MULTILAYERED SOILS

O modelo Attenuation Factor ( AF) generalizado para solos com multi-camadas foi utilizado para estimar os potenciais de lixiviação de pesticidas não-iônicos e não-ionizáveis em solos brasileiros. O modelo aplicado considera as propriedades dos pesticidas e dos solos, assim como a taxa de recarga líquida. O transporte advectivo dos pesticidas e o fluxo de água sem dispersão, o equilíbrio instantâneo entre fases no solo e a degradação de primeira ordem dos pesticidas foram assumidos como premissas. Os pesticidas com os maiores potenciais de lixiviação foram Tebutiuron e Hexazinone, os quais apresentaram valores de tempo de meia-vida ( t½) maiores que 90 dias e coeficiente de sorção ( Koc) menores que 80 mL/g. Para todos os pesticidas, nos três solos, os valores de AF aumentaram com a profundidade pelo decréscimo no tempo de percurso ( tr) do pesticida. Tal fato se deve ao menor tempo de percurso da água e ao menor fator de retardo ( RF). Em Neossolo Quartzarênico (Areia Quartzosa), o tempo de percurso mais curto, devido ao menor valor de capacidade de campo ( FC) resultou em AF mais alto e maior potencial de lixiviação. Os resultados permitem estimar que cerca de 54% de Tebutiuron e 13% de Hexazinone aplicados na superfície do solo passariam através dos primeiros 120 cm do Neossolo Quartzarênico. Abstract The Attenuation Factor ( AF) model generalized for multilayered soils was used to estimate the leaching potentials of non-ionic and non-ionizable pesticides in Brazilian soils. The model applied takes into account pesticide and soil properties, as well as the net recharge rate. Advective transport of pesticides and piston water flow, instantaneous equilibrium between phases in soil, and first-order pesticide degradation were assumed. The highest overall leaching potential pesticides were Tebuthiuron and Hexazinone, which present half-life ( t½) values exceeding 90 days and sorption coefficient ( Koc) less than 80 mL/g. For all of the pesticides in the three soils, the percent of the pesticide entering at the top of each layer that exits, the bottom of that layer increased with depth because of the decrease in the pesticide travel time ( tr), which is, in turn, due to the lower retardation factor ( RF). In a Typic Quartzipsamment soil, the shortest water travel time values, due to the lowest field capacity ( FC) values, resulted in the highest AF values and leaching potential. Results allow estimating that about 54% of Tebuthiuron and 13% of Hexazinone that reaches the soil surface would pass through the top 120 cm of the Typic Quartzipsamment

AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE LIXIVIAÇÃO DE PESTICIDAS EM LATOSSOLO DA REGIÃO DE GUAÍRA, SP

Os potenciais de lixiviação de dezenove pesticidas nos primeiros 60 cm de latossolo da região de Guaíra, Estado de São Paulo, foram estimados mediante fator de atenuação ( AF). O modelo aplicado considerou propriedades do pesticida e do solo, assim como a taxa de recarga hídrica líquida. Os pesticidas com maior potencial de lixiviação foram: Monocrotofós > Carbofuran > Metalaxil > Aldicarb > Metolaclor > Metamidofós. Para todos os pesticidas estudados naquele latossolo, o retardamento da lixiviação devido à volatilização foi muito pequeno quando comparado com o retardamento devido à sorção. Todos os pesticidas que apresentaram os mais altos potenciais de lixiviação foram os mais solúveis em água, com valores do coeficiente de partição ( Koc) iguais ou menores que 200 mL/g. Além disso, a meia-vida da maioria destes pesticidas excedeu 30 dias. Os resultados obtidos permitiram estimar que 15,2% do Monocrotofós, 5,7% do Carbofuran e 2,5% do Metalaxil que atinge a superfície do solo ultrapassariam os primeiros 60 cm do perfil do solo, sendo que cerca de 8 mg para cada 100 g de Monocrotofós aplicados na superfície do solo passariam através dos primeiros 3 m. Com base nos baixos valores de AF calculados, o potencial de lixiviação dos pesticidas que têm sido usados em áreas agrícolas de Guaíra (SP) sobre latossolos apresenta-se baixo, assim como o conseqüente risco de contaminação da água subterrânea. ASSESSING LEACHING POTENTIAL OF PESTICIDES IN OXISOL FROM GUAÍRA REGION, STATE OF SÃO PAULO, BRAZIL Abstract The leaching potentials of nineteen pesticides in the top 60 cm of a Brazilian Oxisol from Guaira region, São Paulo state were estimated by means of the Attenuation Factor ( AF) method. The model applied considers pesticide and soil properties, as well as, the net recharge rate. The highest leaching potential pesticides were: Monocrotophos > Carbofuran > Metalaxyl > Aldicarb > Metolachlor > Metamidophos. For all of the pesticides studied in that Brazilian Oxisol, the leaching retardation due to the volatilization was very low when compared with the retardation due to sorption. All of the pesticides receiving the top leaching potential ranking were the most soluble pesticides , and they have organic carbon partitioning coefficient values equal 200 mL/g or lower. For almost all of these pesticides, half-life values exceed 30 days. Results allowed to estimate that 15.2% of Monocrotophos, 5.7% of Carbofuran, and 2.5% of Metalaxyl that reaches the soil surface would pass through the top 60 cm of the soil profile, and about 8 mg per 100 g of Monocrotophos applied on the soil surface would pass through the top 3 m. According to the AF values calculated, the leaching potential of the pesticides in use in Guaira (SP) agricultural areas with Oxisols is low, as well the consequent ground water contamination risk

SORÇÃO DO HERBICIDA 2,4-D EM SOLOS BRASILEIROS

Neste trabalho procurou-se gerar e discutir dados sobre sorção de pesticidas ácidos em solos brasileiros, considerando sua dependência do pH. Amostras de solos foram coletadas em diferentes regiões do Brasil e suas propriedades determinadas (% de argila, % de CO e pH). Valores do coeficiente de sorção do herbicida 2,4-D foram determinados em laboratório usando teste em equilíbrio padrão e cromatografia a líquido de alta eficiência (CLAE). O coeficiente de sorção (Kd) foi estimado e o coeficiente de sorção normalizado pela fração de carbono orgânico do solo (Koc) calculado para cada solo. Os resultados de Koc variaram entre 21,3 e 306,5 mL/g, sendo que dados de Koc encontrados na literatura internacional estão entre 20 e 60 mL/g. Observou-se tendência de aumento dos valores de Kd em solos com maiores teores de carbono orgânico. No entanto, houve grande variação nos valores de Koc entre solos da mesma classe. Adicionalmente, os efeitos do pH na sorção do 2,4-D foram estudados em Latossolo. Os valores de Kd e Koc diminuíram com o aumento do pH. A sorção do 2,4-D, como composto ácido, é principalmente determinada pela sua dissociação. Entretanto, a dissociação do 2,4-D pode não ser suficiente para explicar a variação em Kd (ou Koc) em função do pH. Parece que a sorção das formas aniônicas de pesticidas ácidos tem sido superestimada e o efeito da dissociação da matéria orgânica, com mudanças no pH do solo, tem sido subestimada. SORPTION OF 2,4-D HERBICIDES IN BRAZILIAN SOILS Abstract This work aimed to generate and discuss data on acid pesticides sorption in Brazilian soils, taking into account the pH dependence. Soil samples were collected in different regions of Brazil and their properties were determined (% argila, % CO and pH. Sorption coefficient of 2,4-D were measured by means of a standard batch equilibrium method and high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. The sorption coefficient (Kd) was estimated, and the organic carbon normalized sorption coefficient (Koc) was calculated for each soil. The Koc results are between 21.3 and 306.5 mL/g, while the Koc values from international literature are in the 20 to 60 mL/g range. The Koc values tend to increase in soils with large organic carbon content. However, great Koc values variation occurred among soils in the same class. Additionally, the effects of pH in 2,4-D sorption were studied in a Brazilian Oxisol. The Kd and Koc values decreased with pH increasing. Sorption of 2,4-D, as an acid compound, is mainly driven by its dissociation. However 2,4-D dissociation is not enough to explain the variation in Kd (or Koc) as a function of pH. In general, anionic-form sorption of acidic pesticides has been overvalued; on the other hand, the overall effect of organic matter dissociation owing to pH changes has been overlooked

SORPTION OF S-TRIAZINES IN BRAZILIAN RAINFOREST SOILS

This research was conducted to evaluate the sorption of Ametryn, Atrazine, Simazine, Prometrine and Metamitron to soils from "Mata Atlântica" at Ubatuba region (Atlantic rainforest soils), employing the batch equilibrium approach. The herbicides were weakly retained in soils with low soil organic matter (SOM) content and thus presenting high potential to water contamination. All herbicides have shown high Koc at Typic Humaquepts soil, the higher in SOM content. The sorption isotherms for the herbicides at Typic Humaquepts soil suggested specific interactions between herbicides and SOM probably with partial protonation of herbicides followed by ion-exchange processes and/or hydrogen bonding formation of hydroxyl groups on the SOM surface.Esta pesquisa foi conduzida para avaliar a sorção de ametrina, atrazina, simazina, prometrina e metamitron em solos de Mata Atlântica na região de Ubatuba, empregando-se o método em batelada. Os herbicidas foram fracamente retidos em solos com baixo teor de matéria orgânica (MO) e, portanto, apresentaram elevado potencial de contaminação da água. Todos os herbicidas mostraram alto valor de Koc em solos da classe Gleissolo Melânico Distrófico, que contém o teor mais elevado de MO. As isotermas de sorção dos herbicidas no Gleissolo Melânico Distrófico sugerem interações específicas entre os herbicidas e a MO, provavelmente com protonação parcial dos herbicidas seguida por processos de troca-iônica e/ou formação de pontes de hidrogênio dos grupos hidroxila sobre a superfície da MO

LIXIVIAÇÃO DOS HERBICIDAS TEBUTIURON E DIURON EM COLUNAS DE SOLO

Desenvolveu-se estudo em lisímetro para determinar a lixiviação dos herbicidas Tebutiuron e Diuron em colunas de solos com diferentes texturas coletados em área típica de recarga do Aqüífero Guarani em Ribeirão Preto, São Paulo (Brasil). O método analítico utilizado para determinação dos resíduos desses produtos na água foi a cromatografia a líquido de alta eficiência (CLAE), após extração por agitação com diclorometano:isopropanol (9:1). Os resultados mostraram maior lixiviação de ambos produtos em Neossolo, sendo a do Tebutiuron mais acentuada. Esse resultado sugere que o teor de carbono orgânico, além da associação entre a baixa capacidade adsortiva do Tebutiuron e sua longa persistência podem ser os responsáveis pela diferença. Os herbicidas estudados podem apresentar potencial de risco de contaminação do lençol freático da região da microbacia do Córrego do Espraiado, embora dificilmente alcançando a zona saturada do Aqüífero Guarani (situada, bem abaixo do perfil estudado neste trabalho). TEBUTHIURON AND DIURON LEACHING IN SOIL COLUMNS Abstract A lysimeter study was developed to investigate the leaching of Tebuthiuron and Diuron in soil columns with different textures collected in a typical direct recharge area of the Guarani Aquifer, in Ribeirão Preto, Sao Paulo, Brazil. The analytical method for determination of residues in water was high performance liquid chromatography (HPLC) after extraction by shaking the sample with diclhoromethane:isopropanol (9:1). The results showed that both herbicides leached faster in the Typic Quartzipsamment being Tebuthiuron more accentuated. This result suggests that the organic carbon content, besides the association between the low adsortive capacity of Tebuthiuron and its long persistence may be the responsibles by the difference. The studied herbicides may present contamination risk potential of the Espraiado watershed although reaching with difficulties the saturated zone of Guarani Aquifer situated right below the studied profile in this work. Tebuthiuron amount was larger than amount of Diuron in both cases, probably due to soil organic carbon content and large herbicide persistence. Further studies are necessary to investigate the leaching of herbicides in this region

Determinação do período crítico para prevenção da interferência de plantas daninhas na cultura de soja: uso do modelo broken-stick

Visando a fornecer subsídios para programas de manejo de plantas daninhas em culturas agrícolas, foi conduzido um experimento de campo em Botucatu, SP. O objetivo foi determinar, através do procedimento estatístico de análise de regressão, o período crítico para prevenção da interferência (PCPI) de plantas daninhas de folha larga na produtividade da cultura de soja. Foi utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados, com 3 repetições. A cultura foi mantida na presença das plantas daninhas de folha larga por diferentes períodos. O período crítico determinado foi de 21 a 30 dias após a emergência da cultura, segundo ajuste dos dados de produtividade ao modelo Broken-Stick. No entanto, o período crítico determinado indica que o controle das plantas daninhas pode ser realizado, uma única vez, através do uso de método momentâneo, sem efeito residual.This research is in support of weed management programs. A field experiment was carried out in Botucatu (São Paulo, Brazil), with the objective to determine the critical period of broadleaf weed interference on soybean, using statistical procedures of regression analysis. A randomized block design was used with 3 replications. The crop was kept weed infcsted for different periods. The criticar period of weed interference determined by the Broken-Stick modo was between 21-30 days after crop emergence. Broadleaf weeds in soybeanel crops can be controled with single use of remedial methods without residual effect

Environmental Behaviour of Metolachlor and Diuron in a Tropical Soil in the Central Region of Brazil

The environmental behaviour of metolachlor and diuron was studied in the Central-western region of Brazil, by means of a field study where six experimental plots were installed. The soil was classified as a Latosol, and the soil horizons were characterized. Sorption of metolachlor and diuron was evaluated in laboratory batch experiments. Metolachlor and diuron were applied to the experimental plots on uncultivated soil in October 2003. From this date to March 2004, the following processes were studied: leaching, runoff and dissipation in top soil. K (oc) of metolachlor varied from 179 to 264 mL g(-1) in the soil horizons. K (oc) of diuron in the Ap horizon was 917 mL g(-1), decreasing significantly in the deeper horizons. Field dissipation half-lives of metolachlor and diuron were 18 and 15 days, respectively. In percolated water, metolachlor was detected in concentrations ranging from 0.02 to 2.84 mu g L-1. In runoff water and sediment, metolachlor was detected in decreasing concentrations throughout the period of study. Losses of 0.02% and 0.54% of the applied amount by leaching and runoff, respectively, were observed confirming the high mobility of this herbicide in the environment. In percolated water, diuron was detected with low frequency but in relatively high concentrations (up to 6.29 mu g L-1). In runoff water and soil, diuron was detected in decreasing concentrations until 70 days after application, totalizing 13.9% during the whole sampling period. These results show the importance of practices to reduce runoff avoiding surface water contamination by these pesticides, particularly diuron